Virus… d’ennemi à allié insoupçonné

De la régulation des écosystèmes à la biotechnologie moderne, les virus sont bien plus que de simples agents infectieux. Voici un voyage au cœur de ces particules fascinantes et souvent mal comprises.

Lorsqu’on entend parler de virus, on pense immédiatement aux pandémies, aux maladies, et aux épidémies qui ont marqué l’histoire. Pourtant, ces entités biologiques minuscules jouent également un rôle fondamental dans la vie sur Terre. 

Qu’est-ce qu’un virus ?

Les virus sont des parasites internes aux cellules (intracellulaires) obligatoires, c’est-à-dire qu’ils ne peuvent se reproduire qu’en infectant une cellule hôte. Ils se composent essentiellement de matériel génétique (ADN ou ARN) encapsulé dans une coque protéique appelée capside (car celle-ci est composée de protéine). Certains possèdent une enveloppe lipidique (donc avec des lipides). Un lipide est une molécule grasse qui sert de source d’énergie, protège notre corps et forme les membranes de nos cellules. Ces enveloppes lipidiques de virus peuvent donc être dérivées de la membrane de leur hôte, tandis que d’autres virus, dits « nus », en sont dépourvus.

Schéma illustrant la moitié d’un virus à capside et la moitié d’un virus à membrane lipidique 

Les virus sont comme des coquilles vides remplies d’instructions, mais incapables de faire quoi que ce soit tout seuls. Contrairement aux êtres vivants, ils ne peuvent ni se multiplier ni produire de l’énergie par eux-mêmes : ils ont absolument besoin d’infecter une cellule pour utiliser leur machinerie et se reproduire. Leur capacité à pénétrer une cellule, détourner sa machinerie pour produire de nouvelles copies d’eux-mêmes, puis se propager à d’autres cellules est ce qui les rend si efficaces et redoutés.

Des acteurs clés de l’histoire du vivant

Les virus ne sont pas seulement des agents infectieux, ils ont aussi laissé leur empreinte dans l’évolution des espèces. En infectant des organismes, certains virus ont laissé des morceaux de leur matériel génétique dans l’ADN de leurs hôtes, et ces fragments se sont parfois intégrés de façon permanente. Chez les mammifères, par exemple, des anciens virus ont participé à l’apparition du placenta, une structure essentielle pour la reproduction.

Mais leur influence ne s’arrête pas là : les virus peuvent aussi transférer des gènes d’un organisme à un autre, ce qui accélère l’évolution et la diversité du vivant. Cette capacité à modifier l’ADN est aujourd’hui exploitée en biotechnologie et en thérapie génique, notamment pour développer de nouveaux traitements médicaux.

Les avantages insoupçonnés des virus

Si l’on connaît bien les virus responsables de maladies, on ignore souvent qu’ils peuvent aussi être bénéfiques. Plusieurs études ont mis en évidence leur rôle positif dans divers écosystèmes et dans la santé humaine.

Certains virus aident à protéger leurs hôtes contre des infections plus graves. Par exemple, des virus présents dans notre microbiote intestinal pourraient renforcer notre immunité contre des bactéries pathogènes. Chez les souris, des gamma-herpès virus augmentent la résistance à des agents pathogènes comme Listeria monocytogenes ou Yersinia pestis (la bactérie responsable de la peste).

De manière plus surprenante, les bactériophages – des virus qui infectent les bactéries – sont naturellement présents dans le mucus de nombreux animaux, y compris l’homme. Ces virus pourraient agir comme une première ligne de défense contre les infections bactériennes, en régulant la population de microbes présents sur les muqueuses.

Modélisation 3D d’un bactériophage s’attaquant à une bactérie (source image Canva)

Dans le règne végétal, certains virus peuvent conférer une résistance aux stress environnementaux. Par exemple, une herbe poussant sur des sols volcaniques chauds survit uniquement grâce à une association tripartite avec un champignon et un virus. Sans ce virus, ni la plante ni le champignon ne pourraient tolérer ces conditions extrêmes.

Certains virus, au lieu de nuire aux plantes, leur offrent un véritable coup de pouce. Transmis de génération en génération, ils aident certaines espèces végétales à mieux résister aux attaques de parasites et au manque d’eau. En s’intégrant à leur fonctionnement, ces virus influencent l’activité des gènes de la plante, ce qui renforce sa capacité à s’adapter à son environnement.

Les virus ne sont pas seulement présents dans les organismes vivants, ils sont aussi omniprésents dans l’environnement, en particulier dans les milieux aquatiques. Ils jouent un rôle clé dans la régulation des populations microbiennes en contrôlant la croissance des bactéries et en favorisant la diversité génétique des écosystèmes. Dans les océans, les virus jouent un rôle clé dans l’équilibre de la vie marine. En s’attaquant aux bactéries, ils les détruisent et libèrent ainsi des nutriments essentiels dont profitent d’autres organismes, comme le plancton. Ce processus contribue à réguler la quantité de micro-organismes et à maintenir l’équilibre des écosystèmes marins.

Des outils révolutionnaires en biotechnologie

Loin d’être uniquement des menaces, les virus sont aussi devenus des outils indispensables en biotechnologie et en médecine. L’utilisation des virus en médecine ne date pas d’hier. Depuis la mise au point du vaccin contre la variole par Edward Jenner au XVIIIe siècle, les virus atténués ou inactivés sont utilisés pour déclencher une réponse immunitaire protectrice. Aujourd’hui, les virus modifiés génétiquement servent de vecteurs dans les vaccins à ARN, comme ceux contre la Covid-19.

En thérapie génique, les virus sont également des alliés précieux. Certains, comme les virus adéno-associés, sont utilisés pour insérer des gènes thérapeutiques dans l’ADN des cellules afin de traiter des maladies génétiques comme la mucoviscidose ou certaines formes de cécité.

Les virus sont aussi exploités pour améliorer la productivité agricole. Par exemple, des virus spécifiques peuvent être utilisés comme biopesticides naturels pour lutter contre les insectes nuisibles, réduisant ainsi le recours aux pesticides chimiques.

En nanotechnologie, des virus sont employés pour assembler des structures complexes à l’échelle moléculaire. Leur capacité à s’auto-assembler en particules régulières les rend particulièrement intéressants pour le développement de nanomatériaux et de dispositifs médicaux innovants.

Une vision renouvelée des virus

Longtemps considérés uniquement comme des ennemis, les virus révèlent peu à peu leur rôle crucial dans l’évolution, la santé et la biotechnologie. Bien sûr, certains restent de redoutables agents pathogènes, mais d’autres se révèlent être des partenaires inattendus, contribuant à la résilience des écosystèmes et au développement de technologies de pointe. Mieux comprendre leur fonctionnement nous permettra non seulement de mieux les combattre lorsqu’ils sont nuisibles, mais aussi de mieux les exploiter lorsqu’ils peuvent nous être bénéfiques.



Sources :

1. Varanda, C., Félix, M. D. R., Campos, M. D. & Materatski, P. An Overview of the Application of Viruses to Biotechnology. Viruses 13, 2073 (2021).

2. Heisserer, C., Selosse, M.-A. & Drezen, J.-M. Des virus bénéfiques pour les plantes et les animaux. Med Sci (Paris) 38, 1016–1027 (2022).

3. Pozzetto, B., Gagnaire, J., Berthelot, P., Bourlet, T. & Pillet, S. Les virus dans l’environnement, considérations virologiques et exemples de leur impact en santé humaine. Revue Francophone des Laboratoires 2023, 33–43 (2023).

4. The Good that Viruses Do | Harvard Medicine Magazine. https://magazine.hms.harvard.edu/articles/good-viruses-do.

5. Roossinck, M. J. The good viruses: viral mutualistic symbioses. Nat Rev Microbiol 9, 99–108 (2011).

6. Viruses: You’ve heard the bad; here’s the good. ScienceDaily https://www.sciencedaily.com/releases/2015/04/150430170750.htm.